地理信息科學的理論是近年來研究的熱點領域，是地理信息科學重要組成部分。全書全面介紹了地理信息科學的產生、發展過程，及其理論基礎、技術體系、軟件系統、工程方法和應用領域，討論了認知和認知科學、空間認識和地理空間認知的理論、方法和基本過程，介紹了信息與地理信息概念，探討了基于對象、場和網絡的地理實體矢柵結構的描述方法，對地理空間數據的基本特征進行詳細論述，介紹了地理信息的時間和空間基準以及全球格網劃分方法，從人的視覺感受、地圖視覺變量與感受效果闡述了地理信息的可視化理論和方法，重點研究了地理信息多尺度理論、地理空間實體的多尺度表達、實現機理以及地理空間數據的尺度變化"四倍規律"、多尺度分級、數據組織和可視化方法，最后介紹地理空間數據的不確定性原理、產生根源、描述方法、類型以及質量控制方法。
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